來源： 騰訊網(wǎng)           時間：2022-10-20

      在一項新的研究中，來自美國Quantum-Si公司的研究人員展示了通過半導體芯片和時域測序（Time Domain Sequencing）技術進行單分子蛋白測序將如何改變生命科學和生物醫(yī)學研究。這種首創(chuàng)的測序過程，使人們對蛋白有了無可比擬的了解，將推動藥物發(fā)現(xiàn)和診斷，為世界帶來變革性的健康和疾病見解。相關研究結果發(fā)表在2022年10月14日的Science期刊上，論文標題為“Real-time dynamic single-molecule protein sequencing on an integrated semiconductor device”。 

       由世界著名科學家、企業(yè)家和美國國家技術與創(chuàng)新獎章獲得者Jonathan Rothberg博士創(chuàng)立的Quantum-Si公司開發(fā)了它的下一代單分子蛋白測序技術，以提供更好、更全面的方法來研究蛋白，并影響現(xiàn)代疾病診斷。

       Rothberg博士說：“能夠與世界分享我們的第一代單分子蛋白測序技術，我感到自豪和興奮。正如我與我的第一個基因組學合作者在DNA測序方面所做的工作導致Svante P??bo獲得諾貝爾獎一樣，我完全期待Quantum-Si開發(fā)的技術的早期采用者能夠做出同樣深刻和有影響的發(fā)現(xiàn)?！? 

      正如這篇論文所描述的那樣，Quantum-Si公司的半導體芯片包含數(shù)百萬個孔，這些孔可以并行地對許多蛋白進行編目，并了解這些蛋白是如何在單分子水平上受到修飾的。該公司的下一代測序系統(tǒng)利用蛋白和酶來檢測和切割氨基酸，這些蛋白和酶來源于在細胞中進行類似過程的自然發(fā)生的途徑。這種方法消除了其他技術面臨的復雜化學和大型、昂貴設備的障礙，同時提供了加快生物醫(yī)學研究所需的靈敏度、可擴展性和易使用性。 

      半導體芯片運行 

      論文共同通訊作者、Quantum-Si公司研究主管Brian D. Reed博士說，“用小型臺式儀器對單個蛋白分子進行大規(guī)模平行測序的概念在以前是無法想象的?？茖W家們一直使用間接方法來了解蛋白，并一直在等待能夠像DNA測序對基因組學的影響一樣，對蛋白質組學產(chǎn)生變革的工具。我們的平臺能夠繪制蛋白修飾圖譜，而其他技術很難檢測到這些修飾，這將大大促進我們對蛋白在健康和疾病中的功能和調節(jié)的理解。”  

      這篇論文概述的關于Quantum-Si公司單分子蛋白測序過程的其他信息包括：（1）一種動態(tài)方法，其中單肽被一組染料標記的可識別N端氨基酸的蛋白實時探測，同時被氨基肽酶切割；（2）通過測量集成半導體芯片上的熒光強度、壽命和結合動力學，對氨基酸進行注釋并識別肽序列；（3）識別器以信息豐富的方式識別多個氨基酸，能夠辨別單個氨基酸的替換和翻譯后修飾，從而能夠更詳細地了解單個蛋白及其變化，用于未來的疾病識別和預防。 參考資料： Brian D. Reed et al. Real-time dynamic single-molecule protein sequencing on an integrated semiconductor device. Science, 2022, doi:10.1126/science.abo7651. 

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